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Raio x 2016 aula 01 (versão degustação)

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Material é parte integrante do curso online Raio X ENEM da plafaforma www.fisicatotal.com.br . Ao todo serão 24 videoaulas + 12 resumos teóricos + 2 e-books + 240 questões resolvidas em vídeo.

Bons estudos.
#LQVP

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Raio x 2016 aula 01 (versão degustação)

  1. 1. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br2 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal AULA 01 – SEMANA 01 HABILIDADE 01 COMPETÊNCIA 01 Reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou oscilatórios relacionando-as aos seus usos em diferentes contextos. Esse material é parte integrante do curso online Raio X ENEM 2016 da plataforma Física Total
  2. 2. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br3 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal  DEFINIÇÕES INICIAIS: Você já teve ter notado o que acontece, por exemplo, quando uma pedra é lançada sobre a superfície em repouso de um lago. Uma perturbação se propaga, a partir do ponto de contato da pedra com a superfície da água, se afastando dele. Quando um músico tange as cordas de um violão, através desta corda um pulso se propaga. A partir das combinações de frequências produzidas pelas cordas são construídos os acordes. Quando você aquece alimentos em um aparelho de microondas, as moléculas de água tem sua temperatura aumentada ao entrarem em ressonância com as ondas periódicas produzidas pelo aparelho.
  3. 3. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br4 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal O pulso é uma perturbação que se propaga através de um meio, transportando energia sem transportar matéria. Quando uma sucessão de pulsos é gerada de forma periódica (intervalos iguais de tempo entre um pulso e outro) temos uma onda periódica.  CLASSIFICAÇÃO das ONDAS: QUANTO à NATUREZA ATENÇÃO FERA, tanto o navio quanto o morcego utilizam a reflexão de ondas mecânicas para a localização de obstáculo e/ou presa. ATENÇÃO TODAS as ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo com a mesma velocidade que a luz (  3 × 108 m/s)
  4. 4. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br5 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal QUANTO à FORMA de PROPAGAÇÃO LONGITUDINAL TRANSVERSAL QUANTO às DIMENSÕES de PROPAGAÇÃO UNI BI TRI(DIMENSIONAL)
  5. 5. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br6 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal EQUAÇÃO FUNDAMENTAL da ONDULATÓRIA As ondas periódicas são produzidas por uma fonte que gera pulsos em intervalos iguais de tempo (período). O número de pulsos gerados por unidade de tempo (frequência) depende, exclusivamente, da fonte geradora. A distância entre duas cristas consecutivas (ou entre dois vales consecutivos) é denominada comprimento de onda () v = .f Onde: v é a velocidade de propagação da onda (em m/s).  é o comprimento de onda (em m). f é a frequência da onda (em Hz). O restante do material está disponível na plataforma www.fisicatotal.com.br
  6. 6. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br7 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal E X E M P L O S R E S O L V I D O S Todas as questões estão resolvidas na plataforma www.fisicatotal.com.br AULA 01 – EXEMPLO 001 (ENEM 2012) Em um dia de chuva muito forte, constatou-se uma goteira sobre o centro de uma piscina aberta, formando um padrão de ondas circulares. Nessa situação, observou-se que caíam duas gotas a cada segundo. A distância entre duas cristas consecutivas era de 25 cm e cada uma delas se aproximava da borda da piscina com velocidade de 1,0 m/s. Após algum tempo a chuva diminuiu e a goteira passou a cair uma vez por segundo. Com a diminuição da chuva, a distância entre as cristas e a velocidade de propagação da onda se tornaram, respectivamente, a) maior que 25 cm e maior que 1,0 m/s. b) maior que 25 cm e igual a 1,0 m/s. c) menor que 25 cm e menor que 1,0 m/s. d) menor que 25 cm e igual a 1,0 m/s. e) igual a 25 cm e igual a 1,0 m/s.
  7. 7. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br8 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal AULA 01 – EXEMPLO 002 (ENEM 2013) Em um piano, o Dó Central e a próxima nota Dó (Dó Maior) apresentam sons parecidos, mas não idênticos. É possível utilizar programas computacionais para expressar o formato dessas ondas sonoras em cada uma das situações como apresentado nas figuras, em que estão indicados intervalos de tempo idênticos (T). A razão entre as frequências do Dó Central e do Dó Maior é de: a) ½ b) 2 c) 1 d) ¼ e) 4 AULA 01 – EXEMPLO 003 (ENEM 2010) As ondas eletromagnéticas, como a luz visível e as ondas de rádio, viajam em linha reta em um meio homogêneo. Então, as ondas de rádio emitidas na região litorânea do Brasil não alcançariam a região amazônica do Brasil por causa da curvatura da Terra. Entretanto sabemos que é possível transmitir ondas de rádio entre essas localidades devido à ionosfera. Com a ajuda da ionosfera, a transmissão de ondas planas entre o litoral do Brasil e a região amazônica é possível por meio da: a) Reflexão. b) Refração. c) Difração. d) Polarização. e) Interferência.
  8. 8. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br9 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal AULA 01 – EXEMPLO 004 (ENEM PPL 2014) O sonar é um equipamento eletrônico que permite a localização de objetos e a medida de distâncias no fundo do mar, pela emissão de sinais sônicos e ultrassônicos e a recepção dos respectivos ecos. O fenômeno do eco corresponde à reflexão de uma onda sonora por um objeto, a qual volta ao receptor pouco tempo depois de o som ser emitido. No caso do ser humano, o ouvido é capaz de distinguir sons separados por, no mínimo, 0,1 segundo. Considerando uma condição em que a velocidade do som no ar é 340 m/s, qual é a distância mínima a que uma pessoa deve estar de um anteparo refletor para que se possa distinguir o eco do som emitido? a) 17m b) 34m c) 68m d) 1 700m e) 3 400m AULA 01 – EXEMPLO 005 (ENEM PPL 2014) As miragens existem e podem induzir à percepção de que há água onde não existe. Elas são a manifestação de um fenômeno óptico que ocorre na atmosfera. Disponível em: www.invivo.fiocruz.br Acesso em 29 fev 2012 Esse fenômeno óptico é consequência da a) refração da luz nas camadas de ar próximas do chão quente. b) reflexão da luz ao incidir no solo quente. c) reflexão difusa da luz na superfície rugosa. d) dispersão da luz nas camadas de ar próximas do chão quente. e) difração da luz nas camadas de ar próximas do chão quente.
  9. 9. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br10 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal AULA 01 – EXEMPLO 006 (ENEM PPL 2014) Ao assistir a uma apresentação musical, um músico que estava na plateia percebeu que conseguia ouvir quase perfeitamente o som da banda, perdendo um pouco de nitidez nas notas mais agudas. Ele verificou que havia muitas pessoas bem mais altas à sua frente, bloqueando a visão direta do palco e o acesso aos alto-falantes. Sabe-se que a velocidade do som no ar é 340 m/s e que a região de frequências das notas emitidas é de, aproximadamente, 20 Hz a 4.000 Hz Qual o fenômeno ondulatório é o principal responsável para que o músico percebesse essa diferenciação do som? a) Difração. b) Reflexão. c) Refração. d) Atenuação. e) Interferência. AULA 01 – EXEMPLO 007 (ENEM 2010 2a aplicação) Um garoto que passeia de carro com seu pai pela cidade, ao ouvir o rádio, percebe que a sua estação de rádio preferida, a 94,9 FM, que opera na banda de frequência de megahertz, tem seu sinal de transmissão superposto pela transmissão de uma rádio pirata de mesma frequência que interfere no sinal da emissora do centro em algumas regiões da cidade. Considerando a situação apresentada, a rádio pirata interfere no sinal da rádio do centro devido à: a) atenuação promovida pelo ar nas radiações emitidas. b) maior amplitude da radiação emitida pela estação do centro. c) diferença de intensidade entre as fontes emissoras de ondas. d) menor potência de transmissão das ondas da emissora pirata. e) semelhança dos comprimentos de onda das radiações emitidas.
  10. 10. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br11 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal AULA 01 – EXEMPLO 008 (ENEM 2011) Uma das tecnologias modernas que mais se difunde na sociedade é a dos aparelhos celulares. Com eles pode-se falar com qualquer pessoa em, praticamente, todas as regiões do Planeta. Ao usar-se o celular para conversar com alguém, o aparelho emite ondas que são captadas através das antenas receptoras e depois retransmitidas até chegar à antena do celular do interlocutor. Pode-se afirmar que, durante a conversa, as ondas emitidas e captadas entre os celulares se propagam a) apenas na direção da antena receptora e são de natureza sonora. b) em todas as direções e são de natureza eletromagnética. c) apenas na direção da antena receptora e são de natureza eletromagnética. d) em todas as direções e são de natureza sonora. e) apenas na direção perpendicular à antena receptora. AULA 01 – EXEMPLO 009 (ENEM 2013) Em viagens de avião, é solicitado aos passageiros o desligamento de todos os aparelhos cujo funcionamento envolva a emissão ou a recepção de ondas eletromagnéticas. O procedimento é utilizado para eliminar fontes de radiação que possam interferir, nas comunicações via rádio dos pilotos com a torre de controle. A propriedade das ondas emitidas que justifica o procedimento adotado é o fato de a) terem fases opostas. b) sere mambas audíveis. c) terem intensidades inversas. d) serem de mesma amplitude. e) terem frequências próximas.
  11. 11. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br12 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal AULA 01 – EXEMPLO 010 (ENEM 2009 cancelada) Os radares comuns transmitem micro-ondas que refletem na água, gelo e outras partículas na atmosfera. Podem, assim, indicar apenas o tamanho e a distância das partículas, tais como gotas de chuva. O radar Doppler, além disso, é capaz de registrar a velocidade e a direção na qual as partículas se movimentam, fornecendo um quadro do fluxo de ventos em diferentes elevações. Nos Estado Unidos, a Nexrad, uma rede de 158 radares Doppler, montada na década de 1990 pela Diretoria Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA), permite que o Serviço Meteorológico Nacional (NWS) emita alertas sobre situações do tempo potencialmente perigosas com um grau de certeza muito maior. O pulso da onda do radar ao atingir uma gota de chuva, devolve uma pequena parte de sua energia numa onda de retorno, que chega ao disco do radar antes que ele emita a onda seguinte. Os radares da Nexrad transmitem entre 860 e 1300 pulsos por segundo, na frequência de 3000 MHz. FISCHETTI, M., Radar Metereológico: Sinta o Vento. Scientific AmericanBrasil, n. 08, São Paulo, jan. 2003. No radar Doppler, a diferença entre as frequências emitidas e recebidas pelo radar é dada por: Δf = (2ur / c)f0 onde ur é a velocidade relativa entre a fonte e o receptor, c = 3,0x108 m/s é a velocidade da onda eletromagnética, e f0 é a frequência emitida pela fonte. Qual é a velocidade, em km/h, de uma chuva, para a qual se registra no radar Doppler uma diferença de frequência de 300 Hz? a) 1,5 km/h b) 5,4 km/h c) 15 km/h d) 54 km/h e) 108 km/h
  12. 12. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br13 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal Todas as questões estão resolvidas na plataforma www.fisicatotal.com.br AULA 01 – EXEMPLO 011 (ENEM 2013) Uma manifestação comum das torcidas em estádios de futebol é a ola mexicana. Os espectadores de uma linha, sem sair do lugar e sem se deslocarem lateralmente, ficam de pé e se sentam, sincronizados com os da linha adjacent. O efeito coletivo se propaga pelos espectadores do estádio, formando uma onda progressive conforme ilustração. Calcula-se que a velocidade de propagação dessa “onda humana” é de 45 km/h, e que cada period de oscilação contém 16 pessoas, que se levantam e sentam organizadamente e distanciadas entre sip or 80 cm. Disponível em: www.ufsm.br Acesso em: 7 dez. 2012 (adaptado) Nessa ola mexicana, a frequência da onda, em hertz, é um valor mais próximo de: a) 0,3 b) 0,5 c) 1,0 d) 1,9 e) 3,7
  13. 13. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br14 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal Todas as questões estão resolvidas na plataforma www.fisicatotal.com.br AULA 01 – EXEMPLO 012 (ENEM 200) A ultrassonografia, também chamada de ecografia, é uma técnica de geração de imagens muito utilizada em medicina. Ela se baseia na reflexão que ocorre quando um pulso de ultrassom, emitido pelo aparelho colocado em contato com a pele, atravessa a superfície que separa um órgão do outro, produzindo ecos que podem ser captados de volta pelo aparelho. Para a observação de detalhes no interior do corpo, os pulsos sonoros emitidos têm frequências altíssimas, de até 30 MHz, ou seja, 30 milhões de oscilações a cada segundo. A determinação de distâncias entre órgãos do corpo humano feita com esse aparelho fundamenta-se em duas variáveis imprescindíveis: a) a intensidade do som produzido pelo aparelho e a frequência desses sons. b) a quantidade de luz usada para gerar as imagens no aparelho e a velocidade do som nos tecidos. c) a quantidade de pulsos emitidos pelo aparelho a cada segundo e a frequência dos sons emitidos pelo aparelho. d) a velocidade do som no interior dos tecidos e o tempo entre os ecos produzidos pelas superfícies dos órgãos. e) o tempo entre os ecos produzidos pelos órgãos e a quantidade de pulsos emitidos a cada segundo pelo aparelho. AULA 01 – EXEMPLO 013 (ENEM 2012) Nossa pele possui células que reagem à indicência de luz ultravioleta, responsável pela pigmentação da pele. Pensando em se bronzear, uma garota vestiu um biquíni, acendeu a luz de seu quarto e deitou-se exatamente abaixo da lâmpada incandescente. Após várias horas ela percebeu que não conseguiu resultado algum. O bronzeamente não ocorreu porque a luz emitida pela lâmpada incandescente é de: a) baixa intensidade. b) baixa frequência. c) um espectro contínuo. d) amplitude inadequada. e) curto comprimento de onda.
  14. 14. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br15 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal Todas as questões estão resolvidas na plataforma www.fisicatotal.com.br AULA 01 – EXEMPLO 014 (ENEM PPL 2014) Folhas de papel, como as utilizadas para a impressão de documentos, são opacas e permeáveis aos líquidos. Esse material é constituído de microfibras entrelaçadas de celulose, que são transparentes à luz. Quando sobre elas se derrama glicerina, elas se tornam translúcidas. Uma imagem da superfície de uma folha de papel, ampliada por um microscópio eletrônico de varredura, pode ser vista na figura. No quadro é apresentada a razão (n) entre a velocidade da luz no vácuo e no respectivo material (celulose, glicerina ou ar). Nessa situação, o papel se tornou translúcido porque a luz é a) mais refletida. b) mais absorvida. c) mais espalhada. d) menos refratada. e) menos transmitida. AULA 01 – EXEMPLO 015 (ENEM 2012) Alguns povos indígenas ainda preservam suas tradições realizando a pesca com lanças, demonstrando uma notável habilidade, Para fisgar um peixe em um lago com águas tranquilas o índio deve mirar abaixo da posição em que enxerga o peixe. Ele deve proceder dessa forma porque os raios de luz a) refletidos pelo peixe não descrevem uma trajetória retilínea no interior da água. b) emitidos pelos olhos do índio desviam sua trajetória quando passam do ar para a água. c) espalhados pelo peixe são refletidos pela superfície da água. d) emitidos pelos olhos do índio são espalhados pela superfície da água. e) refletidos pelo peixe desviam sua trajetória quando passam da água para o ar.
  15. 15. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br16 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal Todas as questões estão resolvidas na plataforma www.fisicatotal.com.br AULA 01 – EXEMPLO 016 (ENEM 2009) O progresso da tecnologia introduziu diversos artefatos geradores de campos eletromagnéticos. Uma das mais empregadas invenções nessa área são os telefones celulares e smartphones. As tecnologias de transmissão de celular atualmente em uso no Brasil contemplam dois sistemas. O primeiro deles é operado entre as frequências de 800 MHz e 900 MHz e constitui os chamados sistemas TDMA/CDMA. Já a tecnologia GSM, ocupa a frequência de 1.800 MHz. Considerando que a intensidade de transmissão e o nível de recepção “celular” sejam os mesmos para as tecnologias de transmissão TDMA/CDMA ou GSM, se um engenheiro tiver de escolher entre as duas tecnologias para obter a mesma cobertura, levando em consideração apenas o número de antenas em uma região, ele deverá escolher: a) a tecnologia GSM, pois é a que opera com ondas de maior comprimento de onda. b) a tecnologia TDMA/CDMA, pois é a que apresenta Efeito Doppler mais pronunciado. c) a tecnologia GSM, pois é a que utilize ondas que se propagam com maior velocidade. d) qualquer uma das duas, pois as diferenças nas frequências são compensadas pelas diferenças nos comprimentos de onda. e) qualquer uma das duas, pois nesse caso as intensidades decaem igualmente da mesma forma, independentemente da frequência.
  16. 16. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br17 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal Todas as questões estão resolvidas na plataforma www.fisicatotal.com.br AULA 01 – EXEMPLO 017 (ENEM 2010 2a aplicação) Ao contrário dos rádios comuns (AM ou FM), em que uma única antena transmissora é capaz de alcançar toda a cidade, os celulares necessitam de várias antenas para cobrir um vasto território. No caso dos rádios FM, a frequência de transmissão está na faixa dos MHz (ondas de rádio), enquanto, para os celulares, a frequência está na casa do GHz (micro-ondas). Quando comparado aos rádios comuns, o alcance de um celular é muito menor. Considerando-se as informações do texto, o fator que possibilita essa diferença entre propagação das ondas de rádio e as de micro-ondas é que as ondas de rádio são: a) facilmente absorvidas na camada da atmosfera superior conhecida como ionosfera. b) capazes de contornar uma diversidade de obstáculos como árvores, edifícios e pequenas elevações. c) mais refratadas pela atmosfera terrestre, que apresenta maior índice de refração para as ondas de rádio. d) menos atenuadas por interferência, pois o número de aparelhos que utilizam ondas de rádio é menor. e) constituídas por pequenos comprimentos de onda que lhes conferem um alto poder de penetração em materiais de baixa densidade. AULA 01 – EXEMPLO 018 ( ) O som de determinada frequência, emitido por uma trombeta, é capaz de quebrar uma taça de vidro (veja a figura). A taça, antes de quebrar, oscila na mesma frequência do som emitido pelo instrumento musical. O fenômeno físico relacionado a esse evento é conhecido por: a) interferência. b) ressonância. c) difração. d) refração. e) reflexão
  17. 17. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br18 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal Todas as questões estão resolvidas na plataforma www.fisicatotal.com.br AULA 01 – EXEMPLO 019 (ENEM 2011) Ao diminuir o tamanho de um orifício atravessado por um feixe de luz, passa menos luz por intervalo de tempo, e próximo da situação de completo fechamento do orifício, verifica-se que a luz apresenta um comportamento como o ilustrado nas figuras. Sabe-se que o som, dentro de suas particularidades, também pode se comportar desta forma. Em qual das situações a seguir está representado o fenômeno descrito no texto? a) Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas. b) Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito. c) Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som de uma locomotiva antes de ouvi-lo pelo ar. d) Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoa percebe o som mais agudo do que quando aquela se afasta. e) Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de cristal se despedace.
  18. 18. www.youtube.com/fisicatotal www.fisicatotal.com.br19 Raio X ENEM 2016 – Aula 01 de 24 Fenômenos Ondulatórios no INSTAGRAM @fisicatotal Todas as questões estão resolvidas na plataforma www.fisicatotal.com.br AULA 01 – EXEMPLO 020 ( ) Ao assistir, pela televisão, a uma corrida de Fórmula 1, Abigobal percebe que sempre que há uma mudança na tomada da câmera e o carro deixa de ser visto de frente (se aproximando da câmera) e passa a ser visto por trás (se afastando da câmera), há uma mudança significativa no “ronco do motor”. Abigobal, num primeiro momento, até acredita, erradamente, que esse fenômeno estaria associado a uma troca de marcha no câmbio do carro. Contudo, pensando mais um pouco, identifica que fenômeno físico melhor explicaria o ocorrido. A alteração no som percebido do motor é melhor explicada pelo: a) aquecimento do ar próximo a câmera, devido a rápida passagem do carro de F1 nos arredores dela. b) efeito dinâmico sobre o microfone, provocado pela mudança de referencial inercial utilizado para observar o carro. c) mudança no intervalo de tempo entre a chegada de duas frentes de onda sonora provocada pela mudança na velocidade relativa entre o carro e o microfone. d) mau funcionamento do microfone devido a interferência eletromagnética dos dispositivos eletrônicos do carro. e) mau funcionamento do televisor de Abigobal. G A B A R I T O EXERCITANDO as HABILIDADES em CASA: 011 C 012 D 013 B 014 D 015 E 016 E 017 B 018 B 019 A 020 C Todas as questões estão resolvidas na plataforma www.fisicatotal.com.br

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